鼓风炉炼铜炉是怎样熔炼铜的,它是怎样的一个工艺流程
鼓风炉炼铜(copper smelting in blast furnace)铜炉料与熔剂、焦炭在鼓风炉内熔炼产出铜锍(或粗铜)和炉渣的铜熔炼方法。铜炉料可以是混捏铜精矿、铜精矿烧结块或其他含铜块料。密闭鼓风炉一般处理经混捏的铜精矿料,而敞开式鼓风炉只能处理经过制团或烧结的块料。根据炉内不同的气相成分,鼓风炉炼铜可分为氧化炼铜和还原炼铜。氧化炼铜用于处理硫化矿,还原炼铜用于处理氧化矿或再生铜料。鼓风炉炼铜是一种古老的炼铜方法。这种方法的床能力大,热效率高,在20世纪30年代以前一直是世界上主要的炼铜方法。在中国,20世纪50年代以前,这种方法几乎是矿铜生产的唯一方法。传统的鼓风炉炉顶是敞开的,所产烟气的二氧化硫浓度很低(约0.5%),难以回收,污染环境。为了克服传统鼓风炉的这种弊病,人们曾试图通过制团的途径,使铜精矿中的硫保留下来,以集中到鼓风炉中进行氧化,再加上炉顶采取密闭措施,使鼓风炉烟气中的SO2浓度达到能经济而有效地回收的程度。在工业实践中,团矿偶然自燃后,出现块状硫化物以及鼓风炉炉壁结块中也有硫化物等现象表明,铜精矿可在加压和加热条件下发生固结作用。于是,在20世纪50年代中期,在日本最先出现了炉顶密闭的密闭鼓风炉熔炼铜精矿的方法即百田法。此法的铜精矿只需加水混捏后即可直接加入炉内,在炉气加热和料柱的压力作用下,固结成块,使熔炼得以顺利进行。在鼓风炉炼铜的发展中,虽然也实现了富氧自热熔炼,强化冶金过程,并能更有效回收烟气中的SO2,仍也无法改变鼓风炉炼铜被其他更先进炼铜方法所取代的趋势。
原理 鼓风炉是一种具有垂直作业空间的冶金设备,铜炉料、熔剂和焦炭从炉子上部加料口分批加入,靠其自身重力垂直向下移动,在高温下,与从炉子下部两侧风口鼓入的空气或富氧空气相遇,发生各种反应,而达到熔炼目的。熔炼产出的混合熔体进入炉底,通过本床咽喉流入设于炉外的前床(见电热前床贫化)内进行铜锍与炉渣的澄清分离。炉渣连续排放,铜锍按转炉吹炼的需要间断放出。产出的高温烟气,通过炉内料柱的空隙上升,经炉顶排烟口进入排烟收尘装置。鼓风炉炼铜的一般特征有四。(1)燃料在炉内燃烧,炉料与高温炉气成逆流运动,因而热交换条件好,热利用率高达70%以上。(2)鼓风炉的最高温度带集中在风口稍上的焦炭或硫化物激烈燃烧的所谓焦点区,焦点区最高温度可达1723K。(3)焦点区的最高温度取决于炉渣的熔化温度和粘度等性质,以及焦点区的热平衡;当炉渣成分一定时,强化燃料燃烧只能增加炉料的熔炼量,而不能提高焦点区的温度。(4)在鼓风炉熔炼过程中,气相与炉料之间的化学反应具有重要意义。
炼铜密闭鼓风炉 一种炉顶具有密封装置的鼓风炉。将传统敞开式鼓风炉的烟罩取消,于加料台平面上安设一个加料斗把炉口封住,炉气由加料台平面以下的排烟口进入排烟收尘系统。加料斗中经常保持有必要数量的炉料,特别是致密性较好的混捏铜精矿,以保证炉口密闭。炉子结构的其他部位,与传统敞开式鼓风炉大体相同。
密闭鼓风炉炼铜 铜精矿加水混捏(见铜精矿混捏)后,按规定比例配入块状的熔剂、转炉渣和焦炭等,按焦炭-转炉渣-熔剂-混捏铜精矿,或转炉渣与熔剂颠倒的顺序分批经由加料斗加入炉内。当炉料离开加料斗下口时,块料自然地向两侧滚动,混捏精矿沿加料斗下口垂直下降到炉子中心形成精矿料柱。于是炉子两侧便出现以块料为主而炉子中央则以混捏精矿为主的状况,使炉内炉料分布不均匀。
由于炉料分布不均匀,炉气通过两侧较多,而流经中心的则很少。如此,就导致炉子两侧温度比炉子中心高,越往上部,这种温差越大,在接近风口水平时,这种温差变小。这种状况有利于混捏铜精矿在炉内发生固结或烧结作用,为在鼓风炉内直接熔炼铜精矿创造了条件。但另一方面,由于物料的偏析和炉气分布不均,使炉气与炉料之间以及炉料各组分之间接触不良,削弱了硫化物氧化和造渣反应,这是密闭鼓风炉炼铜床能力低[40~50t/(m2?d)]和铜锍含铜品位低的根本原因。
根据熔炼过程的特点,沿炉子高度可分为预备区,焦点区和本床区。
预备区 位于炉子上部,温度为523~873K至1273~1373K。在此区域中进行炉料的干燥和预热,并发生铜和铁的高价硫化物离解及碳酸钙的离解反应。预备区的气氛属于氧化性,部分硫化物被氧化。在预备区下部,于温度较高的中央铜精矿柱的交界面上发生烧结作用。在料柱里面的铜精矿,受到两侧上升气流的间接加热以及料柱重力的压力作用,而发生固结,变成具有一定强度的精矿块。
焦点区 此区温度最高,为1523~1573K,气氛属强氧化性,进行半自热熔炼的主要反应。几乎所有的焦炭都是在焦点区依靠鼓风中的氧来燃烧。在焦点区内,被氧化的硫化物主要是FeS,其氧化产物随即与炉料中的SiO2造渣。此外,在SO2存在的条件下,入炉转炉渣中的Fe3O4和预备区形成的Fe3O4成为FeS的固体氧化剂,对反应(1)而言,1molO2的热效应为406kJ;而反应(2),1molO2的热效应为343kJ,即焦炭燃烧的热效应大于FeS氧化造渣的热效应。从热力学观点看,在焦点区焦炭优先被氧化。而且,焦炭是以灼热固体状态进入焦点区,在被烧尽以前始终保持固态不变;而FeS则以熔体状态通过焦点区,迅速地向下流动。由于液体硫化物在焦点区停留时间很短,从动力学观点看,在焦点区FeS争夺鼓风中氧的能力远远不如焦炭。所以硫化物的氧化主要在预备区进行,它在焦点区被氧化的程度,主要取决于该处的焦炭量,亦即取决于焦率。在工厂的生产实践中,通过调整焦率,即可有效地调节熔炼过程的脱硫率和铜锍品位。在熔炼热平衡允许的条件下,要力求降低焦率以增加硫化物的氧化程度,达到提高烟气中SO2浓度和获得较高品位铜锍的目的。
本床区 炉子的风口水平以下部分为本床区,温度达1473~1523K。熔炼的熔炼产物汇集于此,并连续地通过咽喉口和流槽流入前床,在前床进行熔炼产物的澄清分离。本床在完成熔炼产物汇集、澄清的同时,还起调整熔体成分的作用。其中最主要的反应是熔解在炉渣中的Cu2O被铜锍中的FeS再硫化。鼓风强度是影响鼓风炉熔炼的一个重要参数,密闭鼓风炉的基本原料铜精矿是以混捏料的形式加入炉内,从而限制了鼓风强度。炉料中块料的比例对熔炼的技术经济指标有着明显的影响。
展望 由于氧气在冶金工业中的广泛使用,也给鼓风炉炼铜技术带来了新的生机。前苏联的一项硫化铜矿鼓风炉富氧自热熔炼专利,每吨料在供氧量为300~400m。下进行自热熔炼,脱硫率高达76%~95%,可以很好地回收原料中的硫,用以生产元素硫和硫酸。中国铜陵有色金属公司第二冶炼厂于1986年在两座10m。密闭鼓风炉进行富氧鼓风的生产性熔炼试验,取得了较好效果。当鼓风含氧30.5%时,同空气鼓风熔炼相比,床能力和脱硫率分别由42.7t/(m?d)和46.8%,提高到62.4t/(m?d)和57.2%,而焦率则由10.2%降到6.46%。
然而,不论敞口鼓风炉炼铜法还是由它发展而来的密闭鼓风炉炼铜法,由于其烟气SO2浓度低,不能经济地回收,能源消耗高,难以大型化等,已陆续停止使用或被先进炼铜方法所取代。中国的几家主要密闭鼓风炉炼铜厂也准备用比较先进的炼铜方法取代密闭鼓风炉炼铜法。
加入石灰石
以黄铜矿为例,首先把精矿砂、熔剂(石灰石、砂等)和燃料(焦炭、木炭或无烟煤)混合,投入“密闭”鼓风炉中,在1000℃左右进行熔炼。于是矿石中一部分硫成为SO2(用于制硫酸),大部分的砷、锑等杂质成为AS2O3、Sb2O3等挥发性物质而被除去:2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2↑。一部分铁的硫化物转变为氧化物:2FeS+3O2=2FeO+2SO2↑。Cu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰铜”(主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的,它的含铜率在20%~50%之间,含硫率在23%~27%之间),FeO跟SiO2形成熔渣:FeO+SiO2=FeSiO3。熔渣浮在熔融冰铜的上面,容易分离,借以除去一部分杂质。然后把冰铜移入转炉中,加入熔剂(石英砂)后鼓入空气进行吹炼(1100°~1300℃)。由于铁比铜对氧有较大的亲和力,而铜比铁对硫有较大的亲和力,因此冰铜中的FeS先转变为
FeO,跟熔剂结合成渣,而后Cu2S才转变为Cu2O,Cu2O跟Cu2S反应生成粗铜(含铜量约为98.5%)。2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2↑,2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑,再把粗铜移入反射炉,加入熔剂(石英砂),通入空气,使粗铜中的杂质氧化,跟熔剂形成炉渣而除去。在杂质除到一定程度后,再喷入重油,由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜。得到的精铜约含铜99.7%。
1、广西金川有色金属有限公司提炼铜方法为火法炼铜。火法炼铜是当今生产铜的主要方法,世界上80%以上的铜是用火法从硫化铜精矿中提取的。火法炼铜最突出的优点是适应性强,能耗低,生产效率高。
2、广西金川有色金属有限公司提炼铜方法为湿法炼铜。湿法炼铜是在溶液中进行的一种提铜方法。贫矿或富矿、氧化矿或硫化矿,湿法炼铜的方法将铜提取出来。
废铜分为好几种,我们普通人能接触到的废铜主要有:黄铜、青铜、紫铜、白铜等,而我们普通人回收废铜,最常见的就是铜制电缆、电线、电动机、电器以及汽车中的铜制品等等。除了我们普通人能接触到的废铜以外,现在还有人在专门回收废旧电路板,进行提炼贵金属,这其中就能提炼出来大量废铜,据有关研究分析结果显示,1吨废弃的电路板,就可以分离出300斤左右的废铜。
回收废铜的利润高,这主要是因为铜这东西本来价格就贵,回收废铜的利润空间就高。其次我们回收的一般都不是纯废铜,而是带铜的产品,这还需要我们将其拆卸下来,而每种产品里面含有的铜数量不一样,所以我们又还能从这个铜含量方面赚钱。毕竟我们是专业做回收的,什么东西里面有多少铜,我们肯定都一清二楚,顾客卖给我们,他们怎么也不可能算得过我们吧?
回收废铜需要做的准备
普通人做废铜回收,需要的启动资金还是比较低的,这最主要就是要准备一些周转资金了,而这资金的多少就完全取决我们想做多大的规模。如果我们只做最低一级的回收人,那么准备一两万元就够了,因为我们回收到了废铜,马上就会转手卖出去,所以不需要准备太多资金。
需要做的准备如下:首先准备一块场地,越宽越好,农家小院落也是可以的,其次要准备一辆三轮车或者小货车,如果有条件的话还可以准备一辆叉车和电子地磅,没有条件也可以不用。回收废铜是需要拆卸加工的,只有依靠拆卸才能赚到钱,所以还要购买一些拆卸设备,比如剥线机、拔铜机、拆铜工具等。
回收废铜需要注意的事
1、回收废铜一定要多学习专业知识,前面有已经说过了,回收废品也是专业性很强的行业,想做废铜回收,最起码要能分清楚什么是铜,什么不是铜,其次还要能分辨具体是什么铜,并且要了解每种铜的价格,如果新手实在不会分辨不出来是什么铜,那么就一律按最便宜的铜来回收,这样总不会吃亏吧。
另外还有一点也是特别重要的,要会计算或者会估算每种废品能出多少铜,比如我们要能估算出来一台电动机能出多少铜、一米电线能出多少铜,只有懂这些最基本知识,我们做废铜回收才不会被坑。其实这些知识也不是很难学的,平常多跟同行交流,多看看网上资料,或者做的时间久了也自然就懂了。
2、做废铜回收,一定要自己拆卸,自己分类出售,以达到最高利润,对于废铜回收行业,我们一定要学会自己拆卸废铜,这样才能赚钱,比如我们回收一台废旧电动机,里面有铜线,如果不会拆卸,直接拉去出售的话,上家给的价格肯定会很低,我们赚的钱也就非常少。相反如果我们自己会拆卸,并且还把每种不同材质的铜给分类出来,这样再出售的话,才能让其发挥出高价值,利润才会更高。还有,如果有条件的话,我们也可以精炼废铜,将一些带杂质的铜给熔炼,去除其中的杂质,这样的铜价值更高,卖出去的利润也非常不错。
废铜在回收过程中按铜的含量主要可分为:废磷铜,废铍铜,光亮铜,紫铜,黄铜,马达铜这几种大类。
废磷铜也叫磷青铜,是一种锡含量为5%以上 ,铜的含量为94%的一种合金铜,在回收过程中一般要用光谱仪来检测。
第一类是将废杂铜直接熔炼成不同牌号的铜合金或精铜,所以又称直接利用法;
第二类是将杂铜先经火法处理铸成阳极铜.然后电解精炼成电解铜并在电解过程中回收其他有价元素。用第二类方法处理含铜废料时,通常又有 3 种不同的流程,即一段法、二段法和三段法。
l 一段法 将分类过的黄杂铜或紫杂铜直接加入反射炉精炼成阳极铜的方法。其优点是流程短、设备简单、建厂快、投资少,但该法在处理成分复杂的杂铜时,产出的烟尘成分复杂,难以处理;
同时精炼操作的炉时长,劳动强度大,生产效率低,金属回收率也较低。
2 二段法 杂铜先经鼓风炉还原熔炼得到金属铜.然后将金属铜在反射炉内精炼成阳极铜;或杂铜先经转炉吹炼成粗铜.再在反射炉内精炼成阳极铜。由于这两种方法都要经过两道工序,所以称为二段法。鼓风炉熔炼得到的金属铜杂质含量较高,呈黑色,故称为黑铜。
3 三段法 杂铜先经鼓风炉还原熔炼成黑铜,黑铜在转炉内吹炼成次粗铜,次粗铜再在反射炉中精炼成阳极铜。原料要经过 3 道工序处理才能生产出合格的阳极铜,故称三段法。三段法具有原料综合利用好,产出的烟尘成分简单、容易处理、粗铜品位较高、精炼炉操作较容易、设备生产率也较高等优点,但又有过程较复杂、设备多、投资大且燃料消耗多等优点。因此,我国除规膜较大的企业或需处理某些特殊废渣外,一般的废杂铜处理流程多采用二段法和一段法。
因为废铜来源不同,回收手段上也会有所区别。下面简单介绍一下。
废杂铜的品种繁复,收回使用技能和工艺也有所不一样,但通常都将其分为预处置和再生使用两局部。所谓预处置就是对稠浊的废杂铜进行分类、挑选出机械搀杂的其它废弃物,除掉废铜表面的油污等,结尾得到品种单一,相对纯洁的废铜,为熔炼供给优秀的质料,然后简化了熔炼进程。废杂铜再生使用的办法许多,首要可分为两大类,即废杂铜的直接使用和直接使用。直接使用是将高质量的废铜直接熔炼成精铜或铜合金,直接使用是颠末锻炼除掉废杂铜中的贱金属,并将其铸成阳极板,再颠末电解得到电解铜。
本文予处置局部将要点引见废铜电线、电缆的预处置技能,再生使用局部将要点引见国外一些再生铜厂的工艺和专利。
(一)废电线、电缆的预处置
废电线、电缆的预处置意图首要使铜线和绝缘层别离,办法首要有四种:
1.机械别离法,该法又可分为两种。
(1)滚筒式剥皮机加工法。该法合适处置直径一样的废电线和电缆。我国已有这种设备。英国沃尔费汉普顿厂就是选用此种设备进行废电线、电缆剥皮,作用很好。
废电线、电缆首要剪切成长度不超越300毫米的线段,然后人工送入特制的转鼓切碎机,在转鼓切碎机内,电线和电缆被破碎脱皮,碎屑从转鼓刀片底部直径5毫米的筛孔漏出,转鼓转速3000转/分,转鼓直径30英寸,转鼓刀片与底部筛板面的空隙为1.5毫米,转鼓切碎机处置才能为1吨/时,电机功率30千瓦。从筛孔漏出的碎屑用皮带送到料仓,再颠末振荡给料机将碎屑送到摇床上进行选别,结尾得到铜屑、混合物和塑料纤维,铜屑可直接作为炼铜的质料,也可用作出产硫酸铜的质料,混合物返反转鼓切碎机处置,塑料纤维可作为产物出售。每吨废电线电缆可出产450-550公斤铜屑,450-550公斤塑料。一周可处置60吨料,产铜屑30吨,塑料30吨。每处置30吨废电缆电线,替换一次刀片。刀片用高速东西钢制造。
本工艺有如下特色:
A、可归纳收回废电线电缆中的铜和塑料,归纳使用水平较高
B、产出的铜屑根本不含塑料,削减了熔炼时塑料对大气的污染
C、工艺简略,易于机械化和自动化
此种设备的缺陷是工艺进程中耗电较高,刀片磨损较快。
(2)剖割式剥皮机加工法。该法合适处置粗大的电缆和电线,我国襄樊某厂已能出产这种设备。
2.低温冷冻法
美国专利3990641号提出用低温冷冻法使废电线的铜与绝缘层别离。
低温冷冻法合适处置各种规格的电线和电缆。废电线电缆先经冷冻使绝缘层变脆,然后经震动破碎使绝缘层与铜线别离。
3.化学剥离法
该办法选用一种有机溶剂将废电线的绝缘层溶解,到达铜线与绝缘层别离之意图。此法的长处是能得到优质铜线,但缺陷是溶液的处置比拟艰难,而且溶剂的价钱较高,该技能的发展方向是研讨一种贱卖有用的有用溶剂。
4.热分解法
美国专利4040865号提出了用热分解法烧掉绝缘层,然后得到铜线。
废电线电缆先颠末剪切,然后由运送给料机参加热解室热解,热解后的铜线由炉排运送机送到出料口水封池,然后被装入产物收集器中,铜线可作为出产精铜的质料。热解发生的气体送到补燃室中烧掉其间的可燃物质,然后再送入反应器顶用氧化钙吸收其间的氯气后排放,生成的氯化钙可作为建筑材料。
(二)废杂铜再生工艺引鉴
德国凯塞锻炼厂是典型的再生铜厂,也是一个有代表性的老企业。该厂坐落特蒙德市,建于1861年,现有700名员工,厂区面积约30平方公里,年产电解铜11.5万吨,同时还出产铜线锭、硫酸铜、硫酸镍、氧化锌、铅锡合金等产物。
1、 工艺阐明
凯塞厂选用两段法与三段法相联系的工艺流程,选用此种流程有利于下降能耗并能进步有价金属的归纳收回率。出产设备为传统的鼓风炉、转炉、固定式反射炉与惯例的电解设备。该厂有两台鼓风炉,风口区截面积3.75平方米(2.5×1.5米),日处置量为150吨,床能率40吨/平方米.昼夜,焦率17%,鼓风炉废渣含铜〈1%。其间一台鼓风炉用来处置铜碎屑和粉状含铜物料,物料在入炉之前要颠末制团另一台鼓风炉处置黄杂铜及块状含铜渣料。鼓风炉产出的档次为75-85%的黑铜在两台30吨转炉中吹炼。两台阳极炉为固定式反射炉,床面积60平方米.日,单位油耗70-80公斤/吨阳极,炉内衬为铬镁砖。反射炉熔炼进程中,选用氧气氧化,插木复原法。
电解精粹的始极片出产选用钛母板,电解槽用塑料盖板加盖以削减热丢失。蒸汽耗费为0.8吨/吨铜,电流密度为200安/米2 ,电流效率95-97%,电力耗费250度/吨铜。线锭炉为85吨固定式反射炉两台,内衬为铬镁砖,用氧气氧化,插木复原。油耗80公斤/吨铜,产物含氧〈250ppm,硫20ppm,质料除电解铜外,还配入约7%的高档次紫杂铜。
2、 工艺特色
该厂废杂铜的分类办理非常完善,按档次、品种、物料形状别离堆积,别离处置,铜的收回率高,而且质猜中的铅、锡、锌均能得到归纳收回。此外,铜电解车间的始极片出产线描绘成阶梯形始极片架,有独到之处。
(三)、再生铜加工铜材
档次(92%以上)的紫杂铜,颠末相当于阳极炉的火法精粹后,直接与其它铜熔融体混合浇铸成棒坯或板坯。该厂有2700名员工,年产值6.5亿马克。首要产物有各品种型的紫铜管、紫铜带、紫铜板、铜合金棒材、型材。月产各类铜材约12000吨。
1、工艺阐明.好望金属制品厂有(ASDRCO-SHAFT-RURNACE)竖炉一台。竖炉的熔炼才能为20吨/时,1000标米3 /时.天然气,选用SiC内衬。
竖炉按不一样铜料熔化出来的铜液作不一样的处置。当熔炼高于99%的紫杂铜及阴极铜时,铜液经保温炉后进入接连浇铸机,或直接将铜液送往半接连浇铸机出产各类棒坯或板坯。当竖炉熔炼92%-99%废铜物料时,则铜液送往转炉或平炉进行火法精粹,然后经接连浇铸机或半接连浇铸机出产棒坯或板坯。
2、工艺特色.
(1)、为包管产物质量,废杂铜的分类与办理非常严厉。
(2)、关于铜档次在92-99%之间的紫杂铜,经竖炉熔化后进入转炉或平炉精粹。精粹后的铜液直接浇铸成各类板坯、棒坯,避免了重复熔炼,可进步铜的收回率0.2%以上,节省燃料折合标煤400公斤/吨铜,经济效益好。
(3)、该厂具有当前世界上仅有的大直径铜管铸造出产体系,其直径为300-1500毫米,最长可达11000毫米。
(四)从混合废猜中收回铜
美国专利3905556号提出了一种处置含铜量动摇很大的高含铜量混合废料的办法。在工艺进程中,高含量的混合废料颠末破碎-风选-磁选-切碎处置后,用三层筛分红粗、中、细三种物料,然后三种物料依据所含的金属量、形状和品种不一样,则选用不一样的重选工艺进行处置。
(五)从含砷的废猜中收回铜
美国专利4149880号提出了从含砷废猜中收回铜的办法。该法将含砷高的烟尘造浆后参加高压釜中浸出,浸出液除钼后用铁屑置换,产出的海绵铜回来熔炼体系出产金属铜,置换沉铜后的母液再收回锌和镉,然后再送水处置车间收回砷。
只是含量非常少
铜渣是炼铜过程中产生的渣,属有色金属渣的一种。采用反射炉法炼铜排出的废渣为反射炉铜渣,采用鼓风炉炼铜排出的为鼓风炉铜渣。每冶炼出1吨铜,反射炉法将产生10-20吨炉渣,鼓风炉法为50-100吨铜渣。铜渣与淬渣掺入石灰拌和压实后可作公路基层。用气冷铜渣作为铁路道碴,效果良好。熔融的铜渣还可直接浇注成致密坚硬的铜渣筑石,也可将铜渣放入回收室氧化熔烧,再采用还原方法处理而回收粒铜
在我国矿产资源丰富,但是人均资源占有量贫乏,在铜矿资源日益枯竭的时代,低品位的铜矿越来越受到人们的高度重视,而我国是铜矿资源的消费大国,并且铜矿资源也缺乏,形成了一堆尖锐的矛盾和资源紧张局面。于此同时,在我国以火法为主的铜生产中,每生产1t铜将产出2~3t渣,铜渣数量大,其中尚含有Fe、Cu、Zn、Pb、Co、Ni等多种有价金属和少量贵金属。我国铜产量每年在479万t以上,按以上计算将产出958~1437万t以上铜渣,其中含铜9.58~14.37万t以上。
近年来,随着我国炼铜工业的持续发展,目前含铜0.2%~0.3%的铜矿已被开采利用,而在铜冶炼过程产出的炉渣其含铜量却在0.5%以上。受炼铜传统工艺的限制,其铜渣中的残余铜的含量还在不断增加。除炼铜外,在冶炼其它金属时根据冶炼方法的不同也会产生不同含量的含铜渣,如炼锌、炼镉等都会产生含铜渣。因此,在我国现有资源严重匮乏的情况下,开发含铜渣的资源化综合利用技术,对促进循环经济和可持续发展及环境保护具有重要的战略意义和现实意义。[1]
回收利用
贵金属资源稀少,价格昂贵,越来越受到世界各国的普遍重视,贵金属工业废料是当今世界日益紧缺的贵金属资源中很贵重的二次资源,对这些工业废料有效的处理和利用,具有可观的经济价值。铜渣中含有大量的可利用的资源。现代炼铜工艺侧重于提高生产效率,渣中的残余铜含量增加,回收这部分铜资源是现阶段处理铜冶炼渣的主要目的。当然,渣中的大部分贵金属是与铜共生的,回收铜的同时也能回收大部分的贵金属。渣中的主要矿物为含铁矿物,铁的品位一般超过40%,远大于铁矿石29.1%.的平均工业品位。铁主要分布在橄榄石相和磁性氧化铁矿物中,可以用磁选的方法得到铁精矿。显然,针对铜渣的特点,开展有价组分分离的基础理论研究,开发出能实现有价组分再资源化的分离技术,为含铜炉渣再资源产业化提供技术依据,对国民经济和科技发展具有重要的现实意义。
铜渣综合利用大致可分为二类:一是利用铜渣的物理性质,二是利用铜渣中某些组分。随着环境保护要求的提高和矿产资源的日益枯竭,铜渣有很好的综合利用前景,选矿及贫化、浮选过程没有采矿成本,可充分回收铜及其中有Au、Ag 等贵金属资源,尾矿含铁40%左右,经磁选富集可获得铁精矿。
应用于水泥制造工业
可以代替铁粉作矿化剂,作铁质校正剂生产硅酸盐水泥熟料,生产铜渣水泥。以炼铜水淬渣为主要原料,掺入少量激发剂(石膏和水泥熟料)和其它材料细磨而成。与其它品种水泥相比,它具有后期强度高、水化热低、收缩率小、抗冻性能好、耐腐蚀和耐磨损等特点,符合GBL64—82275的275号和325号标准。生产工艺简单,投资可节省50%铜渣用量多(用渣量约占水泥的60%~70%),能耗可降低50%。产品适用于抹灰砂浆,低标号混凝土及空心小型砌块等制品。
应用于工业及民用建筑业
(1)制砖及各种砌块
以炼铜水淬渣为骨料,与水泥按照一定配比,压制成渣砖和隔热板等建筑材料。在这类产品中,铜渣的加入量高达90%。产品具有自重轻、保温隔热、抗渗性好的优点;生产过程中能耗比较低,工艺和操作也较简单,投资少,如建一座年产1万m2(约134万块)的空心小砌块厂,约需要投资18万元,每年可获利30万元,铜渣的消耗量可达2万多吨。
(2)代替沙石用于配制混凝土及砌筑砂浆
炼钢炉渣代替沙配制混凝土和砂浆,其力学性能、耐久性能等都良好,而且强度优于普通沙配制的混凝土和砂浆。中条山有色金属公司地区缺砂,应用这一成果,每年可获净效益94万元,同时还节约了排渣运费16万元,渣场平整费用4.5万元,共计收益114.5万元。
在采矿业中作充填料
在采矿胶结充填中,铜渣既可以代替黄砂作骨料,也可以经过细磨后代替硅酸盐水泥作为活性材料。在大冶的铜绿山矿和铜陵的金口岭等矿山均有应用。
应用于铸石生产
铸石一般以玄武岩、辉绿岩等作原料熔化成玻璃体后,浇铸成制品,经结晶退火等工序制成。铸石具有耐磨,耐腐蚀、绝缘、高硬度、高抗压等性能,可代替金属、合金及橡胶制品使用。铜渣的化学成分与铸石相近,如果铜渣含铁高,可先经磁选分离铁,然后对非磁性部分加入相应的附加剂即可作为生产铸石的原料。近年来不少国家都以炉渣为原料生产铸石制品,包括板材、管材及其它形状的制品。[1]
找个容器(一般是特制的砂锅,不过用厚一点的铁容器也可以),找点焦炭,量要多一点,能把容器几乎埋起来,弄个炉子,用鼓风机,基本上可以做到。虽然氧炔焰能把铜融化掉,但是只能融化特少量的铜。
融化铜常用的是焦炭火,再用鼓风机送入大量空气使焦炭的火苗窜起来,很快铜就会融化。
扩展资料:
铜的种类:
1、黄铜:系指铜与锌为基础的合金,又可细分为简单黄铜和复杂黄铜,复杂黄铜中又以第三组元冠名为镍黄铜、硅黄铜等。
2、青铜:系指除铜镍、铜锌合金以外的铜基合金,主要品种有锡青铜、铝青铜、特殊青铜(又称高铜合金。
3、白铜:系指铜镍系合金。
参考资料:百度百科-脱氧铜